面向对象的航空发动机性能仿真系统设计与实现

【类型】学位论文

【作者】徐鲁兵 

【关键词】 面向对象,航空发动机,性能分析

【摘要】本文以涡轮喷气发动机为研究对象，通过按功能对其进行模块化分解，建立了各组成部件的数学模型；采用面向对象建模方法建立了计算机能够识别和执行的仿真模型，设计与实现了可用于二次开发的航空发动机性能仿真系统框架。在该同一个仿真框架内，既可进行涡轮、涡扇喷气发动机稳态性能计算，也能进行动态过程仿真，还可仿真加力工作特性，初步显示了该仿真框架的灵活性和可扩展性；通过多个算例数据的对比，在一定范围内验证了该仿真系统软件的有效性。利用该软件成功实现了某型单轴涡喷发动机控制器与对象全系统的实时仿真。 首先，从基本物理定律出发详细分析了研究对象发动机的组成部件、功能及流程参数之间的相互联系；其次，采用模块化建模方法对研究对象进行了模块化分解，分别建立了各组成部件的数学模型以及基于部件的整体发动机数学模型，并简单介绍了数学模型的求解方法；然后，采用面向对象方法和自下而上的分层设计思想从程序实现的角度对研究对象进行了类属层次划分，形成了仿真系统层次结构，并通过C++编程建立了仿真模型；最后，通过三层结构的软件组织开发方式设计实现了可用于二次开发的航空发动机性能仿真系统软件，达到了需求目标。 本文所开发的航空发动机性能仿真通用框架与软件，不仅可以作为发动机性能分析的有力工具，也可以为控制器的设计研究提供依据，为进一步实现飞机／发动机闭环速度控制的联合仿真提供了可靠的发动机模型，具有一定的工程应用价值。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】西北工业大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】潘宏亮

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